Superposició quàntica

Archiu:Paradoja de el gato de Schrödinger.jpg

La paradoxa del gat de Schrödinger és un eixemple de superposició quàntica.

La superposició quàntica és l'aplicació del principi de superposició a la mecànica quàntica. Ocorre quan un objecte «posseïx simultàneament» dos o més valors d'una cantitat observable (p. eix. la posició o l'energia d'una partícula).

Principis fonamentals

La superposició quàntica és un principi fonamental de la mecànica quàntica que sosté que un sistema físic tal com un electró, existix en part en tots els seus teòricament possibles estats (o la configuració de les seues propietats) de forma simultànea, pero, quan es medix, dona un resultat que correspon a solament una de les possibles configuracions (com es descriu en l'interpretació de la mecànica quàntica). Més específicament, en mecànica quàntica, qualsevol cantitat observable correspon a un autovector d'un operador llineal hermítico. La combinació llineal de dos o més autovectores dona lloc a la superposició quàntica de dos o més valors de la cantitat. Si es medix la cantitat, llavors, el postulat de proyecció establix que l'estat colapsa aleatoriamente sobre un dels valors de la superposició (en una provabilitat proporcional al quadrat de l'amplitut d'eixe autovector en la combinació llineal). Immediatament despuix de la mida, l'estat del sistema serà el autovector que correspon en el autovalor medit.

És natural preguntar-se per qué els objectes (macroscòpics, newtonianos) i els acontenyiments «reals» no semblen exhibir propietats mecànic quàntiques tals com la superposició. En 1935, Erwin Schrödinger va idear un experiment imaginari, ara cridat el gat de Schrödinger, que va destacar la dissonància entre la mecànica quàntica i la física newtoniana.

De fet, la superposició quàntica dona lloc a molts efectes directament observables, tals com els picos d'interferència d'una ona d'electró en l'experimente de doble-rendija.

Si els operadors corresponents a dos observables no commuten, llavors no tenen autofunciones simultànees i, per tant, obedixen el principi de indeterminación. Un estat que té un valor definit d'un dels dos observables correspon a una superposició de molts estats per a l'atre observable.

És interessant indicar que este és un dels punts de major controvèrsia en l'interpretació de la mecànica quàntica, i està relacionat en lo que l'interpretació de Copenhague denomina «el colapse pel procés de la mida». Quan medim una magnitut d'un sistema, est colapsa en l'estat que medim.

Vore també

• Computació quàntica

Bibliografia

• Bohr, N. (1927/1928). The quàntum postulate and the recent development of atomic theory, Suplement de Nature de 14 d'abril de 1928, 121: 580–590.
• Cohen-Tannoudji, C., Diu, B., Laloë, F. (1973/1977). Quàntum Mechanics, traduït del francés per S.R. Hemley, N. Ostrowsky, D. Ostrowsky, segona edició, volum I, Wiley, Nova York, ISBN 0471164321
• Dirac, P.A.M. (1930/1958). The Principles of Quàntum Mechanics, quarta edició, Oxford University Press.

• Einstein, A. (1949). Comentaris sobre els ensajos reunits en este volum cooperatiu, traduït de l'original en alemà per l'editor Schilpp, P.A., pp. 665–688 (1949), Albert Einstein: Philosopher-Scientist, volum II, Open Court, La Salle IL.
• Feynman, R.P., Leighton, R.B., Sands, M. (1965). The Feynman Lectures on Physics, volum III, Addison-Wesley, Reading, MA.
• Merzbacher, E. (1961/1970). Quàntum Mechanics, segona edició, Wiley, Nova York.
• Messiah, A. (1961). Quàntum Mechanics, volum I, traduït per G.M. Temmer del francés Mécanique Quantique, North-Holland, Ámsterdam.
• (1983) Quàntum Theory and Measurement, Princeton NJ: Princeton University Press.